青海盐湖卤水富含巨大的盐差能资源，其为可持续能源开发提供了新的方向。反向电渗析（Reverse Electrodialysis, RED）技术利用离子选择性交换膜捕获盐差能，是实现盐差能直接转化为电能的重要途径。长期以来，研究主要通过调节孔径尺寸、优化孔壁表面电荷、构建功能化界面等策略提升离子选择性，但存在两个局限：一是离子以水合形式传输，水合壳会屏蔽孔壁电荷的静电排斥，削弱对反离子的排除能力，使选择性难以接近理想值；二是水合离子的迁移伴随沿离子扩散方向的“溶剂拖曳流”与由渗透压驱动的反向“渗透水流”，二者不可逆地耗散盐差中储存的吉布斯自由能，构成能量损失的主要来源。因此，若要同时实现近理想的离子选择性与高能量转换效率，需要从根本上改变离子的传输范式。

水合离子和裸离子通道中离子传输与溶剂传输示意图。图片来源： J. Am. Chem. Soc.,

青海大学联合崂山国家实验室唐波院士团队解锁了离子传输解耦溶剂传输实现高性能盐差能捕获，此类方式通过采用以裸离子传输的NASICON型固态离子导体，其通道瓶颈使水分子无法进入晶格通道，提供了一条由晶体结构主导的离子迁移路径。由于水分无法参与通道内传输，使膜表现出优异的离子选择性能，也减少了盐差能转换过程中的额外损耗。实验结果显示，LAGP膜的Li⁺迁移数达到 0.99，在 200倍Li⁺浓度梯度条件下获得了 488.6 W m⁻² 的高渗透能功率密度。在更加接近实际应用的复杂盐水体系中，该膜同样展现出良好的适应能力。当 MgCl₂/LiCl摩尔比达到20 时，体系输出功率进一步提升，最高达到约 517.8 W m⁻²。结果表明，合理设计的亚纳米离子通道不仅能够抵抗多离子环境干扰，还能够利用复杂盐体系中的浓度差增强能量输出。

相关研究以《Decoupling Ion Transport from Water Flow in Rigid Subnanometer Channels for Efficient Osmotic Energy Harvesting》为题发表在Journal of the American Chemical Society，青海大学为第一单位，化工学院副教授樊发英为第一作者。研究获得国家自然科学基金青年基金项目和青海省重点研发计划项目的支持。

供稿：化工学院、科研院

【编辑：赵浩威  责任编辑：金萍】